思虑再三后，李世民决定主动出击，与薛举军决一胜负，于是于六月二十一日这天，在高城西南列阵，然而薛举军却似乎早已料到李世民会率兵出城，军阵尚未展开，薛举便秘密带兵进袭唐军背后，唐军猝不及防之下，互相踏死无数，士气大跌。
二十二日，双方再次于浅水原（今长武东北）交战，唐八位总管都败下阵，士卒死亡十分之五六，大将军慕容罗、李安远均阵亡，王君廓败走岐山，唐军于是大败。
李世民最后带少数人马逃回长安，薛举于是攻克高城，收拾唐兵尸首筑成高台，长安震动，人心浮动，李渊也有些慌了，让人快马急诏晋王李隐回师长安。